一种耐高温水性涂料及应用该涂料的炉门衬垫的制作方法

1.本发明涉及涂料技术领域，特别是一种耐高温水性涂料及应用该涂料的炉门衬垫。


背景技术：

2.世界各国使用烤炉历史久远，而烤炉与炉门之间的半气密性密封件是易耗的配件，通常炉门衬垫是以不锈钢丝为骨架的条状形式的玻纤布管，通过定位挂钩放置于炉体与炉门的结合处。玻纤布管一般为白色，由于烤炉在使用时通常是油烟较大，因此白色的玻纤布管并不适于应用在炉门，极容易因烟熏或油污造成玻纤布管颜色产生变化，影响使用和美观。且炉门衬垫处于高温环境，因此炉门衬垫需要进行着色处理，设计一种在玻璃纤维布管的表面浸润性好、染色均匀的耐高温水性涂料，是本领域技术急需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种表面浸润性好、染色均匀的耐高温水性涂料及应用该涂料的炉门衬垫。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的耐高温水性涂料，由以下方法制得：a、制备硅烷水解液：在容器中加入25质量份的水，再加入5质量份的无水醋酸，获得ph值为3.5-4.0的醋酸溶液，再加入100质量份的苯乙烯基氨基三甲氧基硅烷并搅拌至少5分钟，在15℃-20℃状态下静置不少于2小时，获得硅烷水解液。
5.b、制备铜铬黑粉末：将铜铬黑颗粒进行研磨，获得粒径为3um左右的铜铬黑粉末。
6.c、将90质量份的水加入可搅拌的浸渍容器中进行搅拌，再依次将6质量份的铜铬黑粉末、9质量份的聚氟乙烯分散液和10质量份的硅烷水解液加入浸渍容器中，并加入5质量份的烷基聚氧乙烯醚作为分散液，并搅拌3-4小时，即可得耐高温水性涂料。
7.进一步，所述步骤b中，铜铬黑颗粒在球磨机里进行研磨。
8.一种炉门衬垫，由上述的耐高温水性涂料浸渍后获得。
9.进一步，将上述的炉门衬垫在耐高温水性涂料中30秒至45秒，捞出后放入烘箱中，烘干温度为360℃-375℃，烘干时间为15分钟至20分钟。
10.进一步，炉门衬垫的烘干温度为375℃，烘干时间为15分钟。
11.发明的技术效果：（1）本发明的耐高温水性涂料，相对于现有技术，主要应用在家用烤炉上，作为半密封性炉门衬垫涂布在其玻璃纤维管表面，作为高温保护涂覆层，新型铜铬黑体系的黑色涂料，常温环境存在稳定，耐温2个小时和10个小时依旧保持不脱色，色差相差较小，并且具有摩擦掉色微少的优良性能，完全达到了炉门衬垫极端情况下的耐温要求；（2）本技术的耐高温水性涂料采用的着色剂是环保无毒的铜铬黑，采用无醛粘合剂聚氟乙烯分散液，在玻璃纤维管表面用来粘附铜铬黑，采用苯乙烯基氨基硅烷偶联剂来改善环氧树脂与无机物（玻璃纤维布）的粘合性，分散剂是烷基聚氧乙烯醚，改善体系的分散性，使得配制的涂料能稳定存在，防止其沉降，改善水性色浆在涂料中的展色性能，增进涂膜光
泽；（3）本技术的耐高温水性涂料浸润性好，染色均匀，在430℃下耐温2-10个小时，不变色不脱色，在常温空气中能稳定存在，其中所制备的体系粒径在1-4μm范围内，满足了涂料的要求，这也是体系稳定着色性能优良的重要因素。
附图说明
12.下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：图1是铜铬黑颗粒研磨后的sem图；图2是bx-3涂料染色玻璃纤维管和美国石墨乳染色的玻璃纤维管耐温重复实验的对比图；图3a、图3b、图3c是中国科学院宁波材料技术与工程研究所出具的高温耐热掉色测试报告。
具体实施方式
13.实施例1如图1至图3所示，本实施例的耐高温水性涂料，由以下方法制得：a、制备硅烷水解液：在容器中加入25质量份的水，再加入5质量份的无水醋酸，获得ph值为3.5-4.0的醋酸溶液，再加入100质量份的苯乙烯基氨基三甲氧基硅烷并搅拌5分钟，在15℃状态下静置2小时，获得硅烷水解液。
14.b、制备铜铬黑粉末：将铜铬黑颗粒在球磨机里进行研磨，获得粒径为3um左右的铜铬黑粉末；通过电子显微镜（sem图）可以观察铜铬黑粉末的粒径在3um左右（参见说明书附图1），并采用n2吸-脱附测试（bet）来确定催化剂的粒径分布和粒径大小等信息，其结果显示95%的铜铬黑粒径不大于3.82um。
15.铜铬黑一般由cuo（氧化铜）与cr2o3（三氧化二铬）在900℃高温下化合反应而生成的，铜铬黑的优点众多，其中它颜色纯正，黑度顶级纯正，是所有黑色金属氧化物颜料类中最黑的一种，黑度仅此于炭黑，虽然炭黑是所有颜料中最黑的一种，其浸染性能也好，但由于炭黑是非常好的紫外线吸收剂，会引起着色物温度提高，从而加速树脂等老化，且其耐受的温度也较低，所以炭黑并不是理想的选择；根据文献资料显示，铜铬黑不仅是一种环保无毒的颜料，还具有优良的耐光性、耐候性、耐化学稳定性与耐热性，它可以耐受800℃高温；同时还具有耐溶剂、不迁移、易分散等特点；从价格、黑度和耐高温等性能综合考虑，铜铬黑是最适宜大批量生产使用的一种涂料，涂料领域，铜铬黑的应用领域十分广泛，如：不粘锅涂料、工业涂料、汽车涂料、建筑内外墙涂料、工程机械涂料、航空及船舶涂料、军用伪装涂料、道路标志涂料、岩体壁画涂料、绘画涂料、油性涂料、水性涂料、耐晒涂料、耐候涂料、抗紫外线涂料、耐高温涂料等；在颜料领域，铜铬黑也可以用于油墨、玻璃、搪瓷、陶瓷和砂石等领域。因此，在耐高温水性涂料体系中，无机金属氧化物铜铬黑无疑是我们理想的选择。
16.c、将90质量份的水加入可搅拌的浸渍容器中进行搅拌，再依次将6质量份的铜铬黑粉末、9质量份的聚氟乙烯分散液和10质量份的硅烷水解液加入浸渍容器中，并加入5质量份的烷基聚氧乙烯醚作为分散液，并搅拌3-4小时，即可得耐高温水性涂料。
17.其中，无水醋酸（冰醋酸）采用的是浙江中星化工试剂有限公司生产的分析纯无水
醋酸，苯乙烯基氨基三甲氧基硅烷采用陶氏化学生产的型号为dowsil z-6269硅烷偶联剂，铜铬黑颗粒采用的是上海希泰新材料科技公司生产的2822a铜铬黑；聚氟乙烯分散液采用的是常州淏宇高分子股份有限公司生产的f60氟树脂；球磨机采用的是湖南弗卡斯实验仪器有限公司生产的f-p8l球磨机，称重采用的是常州幸运电子设备有限公司生产的ja503分析天平，浸渍容器选用金坛市杰瑞尔电器有限公司生产的85-2a磁力搅拌仪。
18.实施例2一种炉门衬垫，由实施例1中的耐高温水性涂料浸渍后获得。
19.实施例3一种炉门衬垫，将上述的炉门衬垫在耐高温水性涂料中30秒，捞出后放入烘箱中，烘干温度为360℃，烘干时间为15分钟。
20.炉门衬垫采用的玻璃纤维管布采用的是山东泰山玻璃纤维股份有限公司生成的脱蜡玻璃纤维管，烘箱采用上海沪南科学仪器联营厂生产的101-1a控温烘箱。
21.为了验证炉门衬垫的耐温稳定性和重现性，将上述耐高温水性涂料命名为bx-3，并对上述炉门衬垫送中国科学院宁波材料技术与工程研究所进行了3次高温耐热掉色测试，将上述烘干后的炉门衬垫在贝意克 mf-1200c自动恒温马弗炉中进行420℃高温加热，并分别保温30分钟、1小时、2小时，同时对用美国福斯石墨乳（公司名称：fuchs lubricants co.，产品型号：ldp hydrograf pc）浸渍的炉门衬垫进行了同样条件的加热保温，具体试验步骤如下：分别截取2段10cm的bx-3涂料染色玻璃纤维管和美国石墨乳染色的玻璃纤维管，放入马弗炉中，设定温度为430℃，430℃高温烘烤半个小时后，取出，观察两者脱色情况，待冷却后，在白纸上来回摩擦5次，比较两者摩擦掉色情况，耐温2小时、10小时的测试同上。
22.采用bx-3涂料染色的玻璃纤维管烘烤30分钟色差为1.0%，2小时色差为2.5%，10小时色差为3.2
±
0.3%，且经过耐温430度测试2小时、10小时的结果显示，bx-3涂料染色的玻璃纤维管摩擦掉色性能均优于美国石墨乳染色的玻璃纤维管样品，具体参见图3a至图3c中编号为200-07-30-ne-001的检测报告。
23.本技术人同样对采用bx-3涂料染色的玻璃纤维管和美国石墨乳染色的玻璃纤维管进行了3个批次的高温耐热掉色测试，采用上海嘉程仪器设备厂生产的sx-2自动恒温控温马弗炉，加热温度为420℃，烘烤2小时后，取出，观察两者脱色情况，待冷却后，在白纸上来回摩擦5次，比较两者摩擦掉色情况，其结果参见附图2，由附图2观察可知bx-3涂料染色的玻璃纤维管摩擦掉色性能均优于美国石墨乳玻璃纤维管样品。
24.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。